[发明专利]一种改性聚丙烯酸型负极粘结剂

说明书

本发明公开了一种改性聚丙烯酸型负极粘结剂，其特征在于，所述粘结剂为改性聚丙烯酸，所述改性聚丙烯酸的制备方法包括下述步骤：S1、将聚丙烯酸溶液与丙烯酸酯类单体混合搅拌后进行辐照，得到辐照产物；S2、将辐照产物与己烷混合，洗涤后得到改性聚丙烯酸。本发明还公开了由所述改性聚丙烯酸型负极粘结剂制备的硅基负极材料的及其制备方法。本发明的负极粘结剂能够提高负极材料的循环性能。

技术领域

本发明涉及负极粘结剂，具体涉及一种改性聚丙烯酸型负极粘结剂。

背景技术

近年来，为了发展高能量密度的可充电锂离子电池，大量的工作集中在硅基负极材料上，原因是硅超高的理论容量(4200mAh/g)，然而由于在脱嵌锂的过程中伴随很大的体积效应导致硅颗粒的粉化，进而导致硅颗粒与导电剂之间失去电接触，破坏了整个电极结构，从而造成了容量的衰减和差的循环性能。

解决所述问题的有效办法是寻找一款合适的粘结剂，常见粘结剂的有PAA、CMC/SBR、海藻酸钠、壳聚糖、PI、PAI等，其中PAA、PVA和海藻酸钠型的粘结剂分子链上含有大量的羧基，与活性物质和集流体之间的可以形成很强的相互作用，且有利于形成稳定的SEI膜，从而可应用在高容量的硅基负极体系中。但是由于PAA具有较大的刚性，制成的极片较脆，不利于硅基负极极片的加工，并且刚性太大不利于消除硅体积膨胀产生的应力，可能会引起极片断裂，从而导致循环容量急剧衰减。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种改性聚丙烯酸型负极粘结剂，以实现提高负极材料的循环性能的目的。

本发明提出的一种改性聚丙烯酸型负极粘结剂，所述粘结剂为改性聚丙烯酸，所述改性聚丙烯酸的制备方法包括下述步骤：

S1、将聚丙烯酸溶液与丙烯酸酯类单体混合搅拌，体系除氧密封后进行辐照，得到辐照产物；

S2、将辐照产物与己烷混合得到沉淀，洗涤沉淀后得到改性聚丙烯酸；其中洗涤沉淀是为了除去未反应的均聚物。

优选地，S1中，将聚丙烯酸溶液与丙烯酸酯类单体混合搅拌，体系除氧密封后置于γ射线下进行辐照，得到辐照产物。

优选地，S1中，聚丙烯酸的分子量为5000-100000。

优选地，S1中，聚丙烯酸与丙烯酸酯类单体的重量比为1：0.01-0.05。

优选地，S1中，聚丙烯酸溶液的质量分数为5-20wt％。

优选地，S1中，丙烯酸酯类单体选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯中的至少一种。

优选地，S1中，搅拌的时间为10-20min。

优选地，S1中，辐照的剂量率为1-3kGy/h，时间为10-30h。

本发明还公开了一种由所述改性聚丙烯酸型负极粘结剂制备的硅基负极材料。

优选地，所述硅基负极材料的制备方法包括下述步骤：

S1、将硅基/石墨复合材料与导电剂混合研磨后得到初混物；

S2、将初混物与增稠剂的溶液混合，一次搅拌，加入所述粘结剂，二次搅拌，得到硅基负极浆料；

S3、将硅基负极浆料涂布于铜箔上，烘干后得到硅基负极材料。

优选地，所述硅基/石墨复合材料、导电剂、增稠剂、粘结剂的重量比为80-95：1-10：0.5-3：1.5-6。

优选地，S1中，硅基/石墨复合材料中硅基材料的质量分数为3-35wt％。

优选地，S1中，硅基/石墨复合材料中硅基材料为碳化硅或一氧化硅。